Skyline 변화를 중심으로 = Study on the Solar Flux on Facade Variation in Apartment Housing

Keywords : 일사량(Solar flux), 일조권(Right to Enjoy Sunshine), Skyline, 방위각(Azimuth), 일조(Sunshine), 공동주택(Apartment Housing)

[논문] 한국태양에너지학회 논문집

J ournal of the Korean Solar Energy Society Vol. 27, No. 2, 2007

공동주택의 입면 변화에 따른 일사량 분석

-Skyline 변화를 중심으로-

이덕형*, 최창호**

*광운대학교 건축공학과 대학원([email protected]),

**광운대학교 건축공학과 교수([email protected])

Study on the Solar Flux on Facade Variation in Apartment Housing

Lee, Duck-Hyung*, Choi, Chang-Ho**

*Dept. of Architecture, Graduate School, Kwangwoon University([email protected])

**Professor, Dept. of Architecture., Kwangwoon University([email protected])

Abstract

Recently, the point of view about housing environment in the city has changed from the traditional point of view of the center of housing to the subject of land- utilization-control for interaction of buildings. Right of light is the center of this issue in other words. Also many interests about the beauties of the city have increasing centering around Europe etc.

This is to change a city design into the characteristic design from the exiting uniform design. As if reflect this situation, recently we are setting up the night illumination and constructing a building which acted as Land Mark like the Jong-Ro Tower. And Apartment Housing was being built various form deviate from a existing standardized form and skyline. Existing studies about sunshine of Apartment Housing have dealt with just about a standardized Apartment Housing form. So this study analyzed a recently increasing interest for Right of light and change of sunshine environment on Apartment Housing which have a various skyline form.

1. 서 론

1990년대 이후 도시내 주거환경에 대한 관점이 주택중심의 전통적 관점에서 건축물들 상호간의 토 지이용조절이라는 주제로 변화하게 되었다. 이러한 문제의 중심에 놓여있는 것이 바로 일조권이다. 주 거환경에 대한 관심을 반영하듯 일조관련 분쟁들 또한 끊임없이 증가하고 있다. 하지만 이러한 분쟁 들은 가시적인 일조의 유무에 대한 것이다. 태양이 가지는 광(光)적인 측면만을 판단한 것이다. 하지 만 태양이 가지는 또 하나의 중요한 효과는 바로 열(熱)적인 측면이다. 이러한 일조의 열적인 측면 은 바로 경제적 손익으로 나타나게 되기 때문에 일 조에 관한 사항은 이러한 열적측면 또한 간과해서 는 안 된다. 그리고 광적인 측면과 달리 열적 측면 의 태양은 시간에 따라 그 특성이 다르다. 그렇기 때문에 일조시간에 차이와 또 다른 차이를 가질 수 있을 것이라 예상된다.

2000년 이후 이러한 일조에 대한 주거환경 뿐만 아니라 국가적으로 도시미관에 대한 관심이 증가하 고 있다. 교량, 빌딩 등에 야간 조명을 설치하여 도 시 이미지를 향상시킨다든지 가로구획과 건물들의 색채, 디자인 등에 대한 통일감을 통해 그 도시만의 상징적 이미지를 추구하고자 한다. 우리나라의 경 우 과거 주거건물의 공급측면에만 집중한 나머지 평지붕의 공동주택들이 주를 이루고 있어 너무나 단조로운 형태의 모습을 하고 있어 도시 미관상 저 해요소로 간주되고 있다. 그래서 최근 지어지는 공 동주택들의 경우 다양한 skyline과 색채들이 적용 되고 있다. 일반적으로 아파트 단지의 skyline의 중요성은 도시미관적 측면에서 이해되어야 한다.

특히 우리나라와 같이 아파트 단지의 skyline은 도 시미관을 결정하는 중요한 요인 중 하나이다.

따라서 본 논문에서는 최근 지어지고 있는 다양 한 skyline을 가지는 공동주택의 일조시간에 따른 일사량분석을 통해 기존의 평지붕 형태의 공동주택 의 일조환경과 어떠한 차이를 보이는지를 Case에

따라 그 차이를 분석함으로써 공동주택의 일조권 환경을 개선하고자 한다.

1.2. 연구 범위 및 방법

본 연구에서는 법정 수인한도 기준(동지일 기준 일간 총 일조 기준)에 근거하여 남측 건물의 형태 와 건물의 방위각 변화에 따른 일사량의 분석을 통 해 남측 건물의 skyline이 일조환경에 미치는 영 향을 분석하고자 한다. 그래서 현재 공동주택에서 나타나고 있는 다양한 skyline에 대한 형태를 토 대로 Case를 선정하여 남측에 위치한 건물이 ‘一’

형태일 경우와 일조환경에서 어떠한 차이를 보이는 지를 분석하였다. 또한 방위각 변화에 따라 나타나 는 일조환경에 대해 분석하여 다양한 skyline과 방위각에 대한 분석을 통해 실제 적용될 수 있는 경우에 대해 분석하고자 하였다.

이를 위해 본 연구는 다음과 같은 방법으로 진행 하였다.

1) 일조환경과 관련된 기존 문헌․일조환경 관련 연구, 국내․외 일조 관련 법규 등을 참고로 하 여 본 연구의 기본 방향을 설정하였다.

2) 도시미관적 측면을 고려한 skyline변화를 통한 일조환경 분석을 목적으로 하므로 기존의 공동 주택에서 나타나고 있는 skyline에 대해 5가지 (‘一’자 형태 포함)형태를 Case로 선정하였다.

3) 본 논문과 관련된 skyline에 따른 일조시간 분 석내용을 참고하여 각 Case별 일사량 측정.

4) 일사량의 측정은 특정세대(5층, 12층, 15층, 18층의 각 3세대씩)로 한정하였으며 동지일의 총일조시간과 일사량을 skyline의 형태에 따라 또한 방위각의 변화(0°～60°까지, 15° 간격)에 따라 비교 분석하였다.

5) 이러한 분석을 위해 건설기술연구원 등에서 사 용 중인 IES-VE의 Suncast와 Apache라는 건 축 환경 통합 프로그램을 사용하였으며 시뮬레 이션 설정은 기존의 연구를 참고로 하여 객관성 을 가질 수 있도록 하였다.

그림 3. Case별 형태 및 Modeling 이미지

2. 일사량 평가를 위한 기본 설정

본 연구를 위한 평가 대상 아파트는 서울지역(위 도 37.57 N, 경도: 126.97° E)에 위치한 국민주 택 규모(32평형)의 아파트를 선정하였으며 건물 개요는 표 1과 그림 1, 2, 3과 같다. 북측건물은 모 든 Line이 20층으로 동일하며 남측 건물의 skyline변화를 통해 북측의 특정세대의 일조현황 을 분석하였다. 측정 기준은 북측건물 측정 세대의 남측 외벽 전체를 기준으로 하였으며 이는 최근의 초고층 아파트에서는 전면이 창으로 되는 경우가 많기 때문에 남측면 전체를 기준으로 하였다.

항 목 내 용

형 태 동-서를 축으로 한 장방형 아파트

(길이 63.0m × 폭 11.5m)

측 정 대 상

기준 층 20층 (Case에 따라 ±4층, 16～24층까지)

총 120세대 (Case별 세대수 변화 없음.)

단위세대 면적 103.5m

²

인동 간격 1.0H

Skyline별 Case (남측건물형태)

5가지 형태

(기본형태, case1, case2, case3, case4) 표 1. 평가 대상 아파트 개요

그림 3의 각 Case는 현재 시공된 공동주택들의 skyline들 중 가장 일반적인 형태들로써 연구를 위해 그 변화폭을 기준층 20층에 ±4층의 범위로 한정하여 5가지 Case를 선정한 것이다.

그림 1. 평가 대상 아파트 (북측동) 및 측정 세대 입면도

그림 2. 단위 평면도(32평형)

3. Case에 따른 일사량 분석

다음은 방위각에 따른 Case별 일사량분석 결과 이며 세부적인 분석내용은 본 논문의 원본¹⁾을 참 고하기 바라며 본 논문에서는 특징적인 결과에 대 해서만 언급했다.

3.1 Case별 일조시간에 따른 일사량 분석 일사량 값은 IES-VE의 Apache 프로그램을 통 해 도출된 값이며 다음의 표들은 일조시간과 일사 량값을 비교분석한 결과이다.

기본형태 방위각별 일사량 방위각 0도 방위각

15도

방위각 30도

방위각 45도

방위각 60도 일조

시간 일사

량 일조 시간

일사 량

일조 시간

일사 량

일조 시간

일사 량

일조 시간

일사 량 502호

^{240 644.6 240 799.1 300 901.7 300 886.3 300 767.9}

^{252 579.3 248 601.8 240 701.1 239 747.6 239 713.3}

^{284 782.16 294 654.1 284 569.7 201 583.5 180 600.1}

^{464 1266.4 360 1163.2 360 1047.8 300 886.3 300 767.9}

^{479 1277.4 428 1181.5 360 1049.4 300 886.3 240 715.6}

^{462 1259.5 480 1229.3 464 1103.6 321 892.3 240 715.6}

^{480 1279.2 420 1218.7 420 1106.2 360 943.6 300 767.9}

^{480 1279.2 480 1229.3 420 1107.8 360 943.6 300 767.9}

^{480 1279.2 480 1229.3 480 1119.6 381 949.7 300 767.9}

^{480 1279.2 480 1229.3 480 1117.9 420 955.7 360 779.6}

^{480 1279.2 480 1229.3 480 1119.6 420 955.7 360 779.6}

^{480 1279.2 480 1229.3 480 1119.6 420 957.5 360 779.6}

표 2. 기본형태 방위각별 일조시간 및 일사량값 (일조시간-분, 일사량-kcal/㎡․day)

1) 이덕형,“공동주택의 입면 변화에 따른 일조현황 분석”, 광운대 학교, 석사, 2006

방위각이 0°에서 504호는 502호에 비해 일조시 간이 길지만 일사량에서는 약 70kcal/m²․day정 도 낮게 나왔다. 이는 502호는 일사량이 큰 13 시～16시 사이에 일조를 100% 받지만 504호의 경우는 오전과 오후 3시 이후에 일조를 받기 때문 에 일조시간에서는 502호에 비해 좋지만 일사량에 서는 조금 적은 값을 나타내고 있다. 방위각 15°인 경우에는 5층의 모든 세대와 1502호에서 일조시 간과 일사량에 있어 큰 차이를 보이고 있다. 일조 시간으로는 502호〈 504호〈 506호 순이지만 일 사량에 있어서는 502호 》506호 〉504호 순이 다. 502호의 경우는 동일층의 다른 세대와 달리 12시～14시 사이 일사량이 가장 클 때 일조를 받 지만 504호와 506호는 이 시간에 일조를 전혀 받 지 못해 일사량에 있어 큰 차이를 보이고 있다.방 위각 30°일 경우 506호가 일조시간에 비해 504호 보다 일사량이 적게 나타나며 1206호의 경우 일조 시간이 동일층의 다른 세대에 비해 현저히 증가했 음에도 일사량에 있어서는 거의 차이가 없다.(표 2 의 진한 부분) 506호의 경우 일사량이 가장 큰 시 간대인 12시～13시 사이에 일조를 전혀 받지 못하 는 반면 일조시간이 506호에 비해 조금 적은 504 호의 경우는 이 시간대에 100% 일조를 받기 때문 이다. 1202호와 1204호는 8시～10시 사이에 일 조를 받지 못하지만 1206호는 이 시간대에 1시간 43분 동안 일조를 받지만 오전의 이른 시간대의 일 사량이 크지 않기 때문에 일사량에 있어서는 크게 차이를 보이지 않고 있는 것이다.(그림 4.)

0 100 200 300 400 500 600

502호 504호 506호 1202호1204호1206호1502호1504 호1506 호1802 호1804호1806 호 측 정 세 대

일조 시간(분)

0.00 200.00 400.00 600.00 800.00 1000.00 1200.00 1400.00

일사량(kcal/m2day)

일 조 시 간 (분 ) 일 사 량 (k cal/m 2day)

그림 4. 기본형태의 일조시간과 일사량 비교 그래프(방위각 30도)

방위각 45°와 60°의 경우 일사량이 아주 적은 시간대(오전 8～9시)에 일조의 유무로 인해 차이 가 나는 것이기 때문에 일사량값의 차이가 아주 미 미하다.

Case1 방위각별 일사량 방위각 0도 방위각

15도

방위각 30도

방위각 45도

방위각 60도 일조

시간 일사

량 일조 시간

일사 량

일조 시간

일사 량

일조 시간

일사 량

일조 시간

일사 량 502호

^{240 644.6 240 799.1 300 901.7 300 886.3 300 767.9}

^{252 579.3 248 601.8 300 701.1 239 747.6 239 713.3}

^{285 783.0 294 654.1 284 569.7 201 583.5 180 600.1}

^{414 1026.9 348 947.3 300 901.7 300 886.3 300 767.9}

^{411 1118.4 420 1013.8 355 891.9 240 750.9 239 713.3}

^{410 1182.4 422 1106.4 480 1119.6 382 949.7 184 600.9}

^{480 1279.2 477 1222.8 371 1011.6 300 886.3 300 767.9}

^{471 1266.4 480 1229.3 480 1119.6 381 947.9 240 715.6}

^{411 1182.9 480 1229.3 480 1119.6 420 957.5 346 776.9}

^{480 1279.2 480 1229.3 480 1119.6 381 947.5 300 767.9}

^{480 1279.2 480 1229.3 480 1119.6 420 957.5 346 776.9}

^{472 1273.4 480 1229.3 480 1119.6 420 957.5 360 781.3}

표 3. Case 1 방위각별 일조시간 및 일사량값 (일조시간-분, 일사량-kcal/㎡․day)

Case 1의 방위각 0°일 경우 일사량 그래프를 살펴보면 504호와 12층 세대들을 제외하면 일조 시간과 일사량이 거의 비례관계에 있다. 방위각 15°의 경우 5층의 세대들 경우 일조시간에서는 502호〈504호〈506호 순으로 증가하지만 일사량 에 있어서는 502호》506호〉504호 순으로 502 호가 다른 세대에 비해 일사량에 큰 차이를 보이고 있다. 이는 502호의 경우 12시～14시 사이에 일 조를 100% 확보하는 반면 다른 세대들은 이 시간 대에 각각 50%와 0%를 확보하는 것이 가장 주된 이유이다. 방위각 30°를 살펴보면 이 경우 역시 5 층의 세대들과 1202호와 1204호에서 일조시간과 일사량이 관계가 비례하지 않는다. 506호의 경우 는 일조시간면에서는 8시～10시 사이에 일조를 확 보하지만 다른 세대들과 달리 12시를 전후해서 일

조를 받지 못하기 때문에 일사량에 있어 그림 5와 같은 양상을 보이는 것이다. 1202호와 1204호의 경우는 일조시간 상으로 1204호가 55분가량 더 많은 일조시간을 확보하지만 1202호는 11시～12 시 사이에 일조를 받지만 1204호는 동일 시간대에 전혀 일조를 확보하지 못하고 그 전 시간에 일조를 받기 때문에 일사량에 있어서는 거의 차이가 나지 않고 있는 것이다.(그림 5.)

0 100 200 300 400 500 600

502호 504호 506호 1202호1204호1206호1502호1504호1506호1802호1804호1806호 측 정 세 대

일조 시간(분)

0.00 200.00 400.00 600.00 800.00 1000.00 1200.00 1400.00

일사량(kcal/m2day)

일조시간(분) 일조량(kcal/m2day)

그림 5. Case 1의 일조시간과 일사량 비교 그래프(방위각 30도)

방위각 45°에서는 1506호와 1802호를 제외하 고 일조시간과 일사량에 있어 비례관계를 보이고 있다. 1506호는 일조시간상 동일층의 다른 세대에 비해 값이 크고 반대로 1802호의 경우는 동일층의 다른 세대에 비해 일조시간이 값이 적지만 일사량 은 동일하게 나타나고 있다. 이는 두 세대 모두 8 시～10시 사이의 일조를 거의 받지 못하거나 부분 적으로 받기 때문에 일사량이 많지 않은 시간대의 일조시간 차에 의해 일사량에 있어서는 거의 차이 가 나지 않는다. 방위각 60°를 보면 방위각 45°의 경우와 유사한 양상을 보이고 있으며 1506호와 1802호의 경우 앞서보신 Case 1의 방위각 45°인 경우와 같은 이유로 이와 같이 나타나고 있다.

Case 2의 방위각 0°도일 경우 502호와 504호 의 일조시간은 504호가 약 20분가량 더 많지만 일 사량은 적다. 이는 502호는 13시～14시 사이에 일조를 받지만 504호는 502호가 일조를 받지 않 는 9시～11시 사이에 일조를 확보하고 있어 일조

Case 2 방위각별 일사량 방위각 0도 방위각

15도

방위각 30도

방위각 45도

방위각 60도 일조

시간 일사

량 일조 시간

일사 량

일조 시간

일사 량

일조 시간

일사 량

일조 시간

일사 량 502호

^{240 645.4 240 799.1} 300 1009.5 300 854.4 300 690.4

504호

^{252 579.3 294 766.1 281 896.7 240 758.0 240 616.9}

^{284 782.2 354 780.9 344 826.6 260 710.1 226 594.2}

368 1111.0 360 1163.2 368 787.4 360 710.8 305 612.4

1204호

^{381 971.3} 368 1034.5 300 708.0 300 642.8 300 560.4

1206호

413 1025.1 414 997.7 404 656.6 321 604.1 240 537.1

1502호

420 1230.4 381 1183.0 420 1049.4 394 889.5 360 718.2

1504호

480 1279.2 404 1120.7 367 923.1 360 774.2 300 621.7

1506호

480 1279.2 477 1222.8 431 903.0 321 772.2 300 638.0

1802호

480 1279.2 420 1218.7 472 1070.2 420 909.9 360 736.8

1804호

480 1279.2 480 1229.3 420 1008.8 394 853.6 300 689.4

1806호

480 1279.2 480 1229.3 480 1113.1 381 953.0 300 777.1

표 4. Case 2 방위각별 일조시간 및 일사량값 (일조시간-분, 일사량-kcal/㎡․day)

시간에서는 좀 더 유리하지만 일사량에 있어서는 502호가 좀 더 유리하게 나타나고 있다. 방위각 15°인 경우 1202호가 동일층에서 일조시간이 가 장 적음에도 일사량은 가장 크게 나타나고 있다.

12층의 1202호가 8시～10시 사이에 일조를 전혀 받지 못하다가 10시 이후 16시까지 100% 일조를 확보한다. 반면 1204호는 10시～11시에, 1206 호는 11시～12시 사이에 일조를 확보하지 못하고 있다. 이 시간대는 남중시 전후이기 때문에 일사량 이 큰 시간대여서 일조의 확보 유무에 의한 일사량 차이는 상당한 것으로 나타났다. 방위각 30°일 경 우의 가장 큰 특징은 일조시간과 관계없이 일사량 이 502호에서 1206호로 갈수록 감소한다는 것이 다. 이는 5층의 3개 세대와 12층의 3개 세대들에 서 남중시를 중심으로 어느 세대가 일조를 확보하 는지의 유무에 의한 결과이다. 즉 502호는 남중시 를 전후해서 100%의 일조를 확보하는 반면 다른 세대들은 점점 남중시에서 멀어지는 시간대에 일조 를 확보하고 있기 때문이다. 그리고 1504호와 1506호에서 일조시간과 일사량의 관계가 역전된

것은 10시～11시 사이 1504호는 일조를 100%

확보하는 반면 1506호는 부분적으로 일조를 받고 있어 일사량에서 1504호가 더 큰 것으로 나타났 다.(그림 6.)

0 100 200 300 400 500 600

502호 506호 1204호 1502호 1506호 1804호

측 정 세 대 일조 시간(분)

0.00 200.00 400.00 600.00 800.00 1000.00 1200.00 1400.00

일사량(kcal/m2day)

일조시간(분) 일조량(kcal/m2day)

그림 6. Case 2의 일조시간과 일사량 비교 그래프(방위각 30도)

방위각이 45°일 경우를 보면 506호와 1506호 에서 일조시간과 일사량 간의 있어 다른 세대와 다 른 양상을 보이고 있다. 506호는 동일층의 다른 세대에 비해 오전 10～12시 사이에 일조피해를 받 게되어 상대적으로 일사량에 있어 504호에 비해 조금 감소하고 있다.

표 5. Case 2 일조시간 분포(방위각 45도, 단위 %)

502호 504호 506호

08:00~09:00 0 0 35.4

09:00~10:00 0 0 0

10:00~11:00 100 0 0

11:00~12:00 100 100 98.1

12:00~13:00 100 100 100

13:00~14:00 100 100 100

14:00~15:00 100 100 100

15:00~16:00 0 0 0

방위각 60°의 가장 큰 특징은 12층 세대들이다.

특히 1202호와 1204호의 경우 5층의 세대들에 비해 일조시간이 훨씬 크게 나타났음에도 일사량은 오히려 5층의 세대들에 비해 감소하고 있다. 이 경 우를 제외하면 나머지 세대들의 일조시간과 일사량 은 비례한 것으로 나타나고 있다.

Case 3 방위각별 일사량 방위각 0도 방위각

15도

방위각 30도

방위각 45도

방위각 60도 일조

시간 일사

량 일조 시간

일사 량

일조 시간

일사 량

일조 시간

일사 량

일조 시간

일사 량 502호

^{240 644.6 240 594.1 300 527.2 300 449.9 300 391.0}

^{252 580.2 248 562.3 240 530.0 239 487.1 239 458.2}

^{284 782.2 340 789.1 325 766.2 201 716.2 180 653.1}

398 1172.9 368 1114.4 353 1003.9 300 850.5 300 688.3

1204호

401 1096.2 369 1058.6 367 972.9 310 846.3 244 709.3

1206호

406 1167.2 467 1139.8 404 1058.8 321 930.8 300 775.3

1502호

480 1279.2 414 1229.3 456 1119.5 325 959.0 300 782.2

1504호

480 1279.2 457 1229.3 377 1119.5 394 959.0 323 782.2

1506호

470 1272.0 480 1224.2 465 1116.9 325 958.7 300 782.2

1802호

480 1279.2 465 1229.3 479 1119.5 382 959.0 305 782.2

1804호

480 1279.2 480 1229.3 431 1119.5 396 959.0 354 782.2

1806호

480 1279.2 480 1229.3 480 1119.5 382 959.0 305 782.2

표 6. Case 3 방위각별 일조시간 및 일사량값 (일조시간-분, 일사량-kcal/㎡․day)

Case 3의 방위각 0°일 경우의 5층과 1204호를 제외하고 모든 세대에서 일조시간과 일사량 사이에 비례관계를 보이고 있다.

표 7. Case 3 1206호와 15042호의 일조시간 분포(방위각 15도)

08:00

~09:00 09:00

~10:00 10:00

~11:00 11:00

~12:00 12:00

~13:00 13:00

~14:00 14:00

~15:00 15:00

~16:00 1206호 100 100 90.2 88.5 100 100 100 100 1502호 0 90.6 100 100 100 100 100 100

방위각 15°인 경우 표 6을 보면 1502호에서 일 조시간상 1206호보다 적지만 일사량에 있어서는 더 큰 값을 나타내고 있다. 표 7을 보면 1206호가 10시～12시 사이의 일조에 있어 1502호에 비해 적다. 이 시간대는 일사량이 8시～10시 사이에 비 해 큰 시간대이므로 1502호가 일사량에서 좀 더 크게 나타나고 있다. 방위각 30°에서는 모든 층의 4호 Line에서 일조시간과 일사량간의 관계에서 다 른 세대와 다른 분포를 나타내고 있다. 이는 504 호의 경우 일조시간에서 502호에 비해 오전 이른 시간에 일조를 받지 못하지만 이 시간대의 일사량

이 크지 않아 일사량에 있어 큰 차이를 보이지 않 고 있으며 1204호의 경우는 1202호에 비해 9 시～10시 사이의 일조시간이 적고 대신 8시～9시 사이의 일조시간이 많아 일사량에 있어서는 1202 호에 비해 적게 나타난다. 방위각 45°의 경우 표 6 에서 보듯이 504호와 506호 사이에, 1504호와 1506호에서 일조시간과 일사량의 그래프가 비례 하지 않고 있다. 504호와 506호 사이에는 일조시 간과 일사량이 역전된 현상을 보이고 있다. 방위각 60°의 경우에도 Case 3의 방위각 45°인 경우와 마찬가지로 504호와 506호에서 일조시간과 일사 량간의 관계에서 역전된 현상이 나타나며 1204호, 1504호와 1804호의 경우에서는 일조시간에서 8 시～9시 사이의 차이이므로 일사량에 있어 모두 유 사한 값을 보이고 있는 것이다.

다음은 마지막 형태인 Case 4에 대한 결과이다.

Case 4 방위각별 일사량 방위각 0도 방위각

15도

방위각 30도

방위각 45도

방위각 60도 일조

시간 일사

량 일조 시간

일사 량

일조 시간

일사 량

일조 시간

일사 량

일조 시간

일사 량 502호

^{240 644.6 240 799.1 300 901.7 300 886.3 300 767.9}

^{252 579.3 248 601.8 240 701.1 240 749.5 239 713.3}

^{284 782.2 294 654.1 327 705.3 235 681.2 180 600.1}

^{381 971.3} 308 1024.0 367 1055.0 359 943.1 300 767.9

1204호

414 1026.9 414 997.7 344 945.8 300 886.3 300 767.9

1206호

464 1112.6 420 1013.7 420 917.3 321 813.7 239 713.3

1502호

480 1279.2 404 1120.7 367 1055.0 394 950.6 360 779.6

1504호

480 1279.2 477 1222.8 431 1024.9 321 890.6 300 767.9

1506호

471 1266.4 480 1229.3 480 1119.5 420 957.4 286 724.6

1802호

480 1279.2 480 1229.3 420 1107.4 394 950.6 360 780.7

1804호

480 1279.2 480 1229.3 480 1119.5 381 948.5 300 767.9

1806호

480 1279.2 480 1229.3 480 1119.5 420 957.5 346 778.0

표 8. Case 4 방위각별 일조시간 및 일사량값 (일조시간-분, 일사량-kcal/㎡․day)

Case 4의 방위각 0°일 경우 504호에서 일조시 간은 502호보다 많지만 일사량은 적게 나타나고 있 다. 이는 13시～14시 사이의 일조유무에 의한 것으 로 502호는 이 시간대 일조를 100%받지만 504호

는 전혀 받지 못하고 있어 오전 시간대에 일조시간 이 많은 504호가 일사량에 있어서는 502호보다 적 게 나타났다. 방위각 15°인 경우 역시 5층의 세대 들에서 일조시간과 일사량간의 관계가 비례하지 않 고 있다. 일조시간에서는 506호가 가장 많고 504 호, 502호 순으로 일조시간이 감소하지만 일사량에 서는 502호가 월등히 많은 것으로 나타났다. 이는 502호는 12시～14시 사이의 100%일조를 확보하 지만 504호는 12시～13시 사이, 506호는 12시～

14시 사이에 전혀 일조를 확보하지 못하고 있어 502호가 일사량에 있어 가장 큰 것으로 나타났다.

또한 1202호와 1204호를 비교해 보면 1202호가 일조시간에서 1204호에 비해 1시간 40분가량이 적지만 1202호는 11시～12시 사이의 일조를 받는 반면 1204호는 이 시간대에 전혀 일조를 받지 못하 고 있다. 방위각 30°인 경우는 506호, 1206호, 1502호, 1804호에서 일조시간과 일사량의 관계가 비례하지 않고 있다. 506호는 동일층의 다른 세대 들에 비해 10시～13시 사이의 일조시간이 부족하 여 일사량에서 가장 적은 것으로 나타났으며, 1206 호는 동일층의 다른 세대들은 11시～12시 사이에 일조를 확보하고 있지만 1206호만이 이 시간대에 일조를 전혀 확보하고 있지 못하다.

그림 7. Case 4의 일조시간과 일사량 비교 그래프(방위각 30도)

0 100 200 300 400 500 600

502호 504호 506호 1202호1204호1206호1502호1504호1506호1802호1804호1806호 측 정 세 대

일조 시간(분)

0.00 200.00 400.00 600.00 800.00 1000.00 1200.00 1400.00

일사량(kcal/m2day)

일조시간(분) 일조량(kcal/m2day)

방위각 45°에서 1206호는 1204호에 비해 일조시 간은 많으나 일사량은 적게 나타났다. 이러한 원인은 1206호가 10시～11시 사이의 일조를 전혀 받지 못

하고 있지만 1204호는 이 시간대에 100%일조를 확 보하고 있기 때문이다. Case 4의 마지막 형태인 방 위각 60°인 경우를 분석해보면 1502호, 1802호, 1806호에서 일조시간과 일사량 그래프가 역전된 현 상을 보이고 있다. 1502호의 경우는 일조시간에 있 어 동일층의 다른 세대들에 비해 1시간가량 많지만 8 시～9시 사이의 일조이기 때문에 15층의 전세대가 일사량 값에 있어 큰 차이를 보이지 않고 있다. 또한 18층의 경우도 이와 마찬가지로 1804호만이 8시～9 시 사이의 일조를 확보하지 못해 일조시간상 동일층 의 다른 세대들과 1시간의 차이를 보이지만 일사량이 적은 시간대의 차이로 인해 일사량 값에 있어 3세대 모두 유사한 값을 보이고 있다.

4. 결론

지금까지 공동주택의 평행배치에서 기존의 획일 적인 평지붕 형태의 공동주택 건물이 아닌 도시 미 관을 다양화 할 수 있는 여러 형태의 sky line에 대 한(남측건물 기준) 변화를 통해 북측에 위치한 세대 들의 일조환경에 있어 어떠한 변화가 나타나는지에 대해 일조시간과 일사량에 대해 비교 분석해 보았 다. 일사량은 앞서 말씀드린 것과 같이 에너지와 관 련이 있는 요소이다. 이는 결국 경제적인 손익과 관 계되어 일사량의 획득여부는 건축 환경 측면뿐 아니 라 경제적인 측면에서 고려되어야 하는 요소이다.

지금까지 대다수의 사람들은 일조시간이 많은 것이 부하관련 측면에서 이롭다는 생각을 하고 있었지만 본 연구를 통해 일조시간이 많다는 것이 일사량을 많이 획득하지 않음을 알 수 있었다. 일사량에 관한 사항을 정리하면 다음의 3가지로 요약할 수 있다.

1. 정남을 0°로 기준을 정했을 경우 동서로 방위각 이 변화함에 따라 단위 면적당 일사량이 감소하 기 때문에 동일한 시간대에 일사량은 감소하게 된다. 예를 들어 기본형태의 1802호를 비교해 보면 방위각이 0°일 경우 일조시간은 480분으로

일조피해가 전혀 없으며 일사량은 1279.23 kcal/m²․day이다. 그러나 방위각이 15°일 경 우와 30°일 경우 모두 일조시간은 동일하나 방위 각이 15°일 경우의 일사량은 1229.28 kcal/m

2․day, 방위각이 30°일 경우는 1119.55 kcal/m²․day로 방위각이 변화함에 따라 일사 량이 감소함을 알 수 있다.

2. 일사량은 전체 일조시간이 아닌 일사 에너지가 가장 큰 시간대인 남중시를 중심으로 일조를 확 보했을 경우 일사량 값이 크게 나타남을 알 수 있었다. 예를 들어 방위각이 15°일 경우에 Case 4의 1204호는 일조시간이 총 414분이었으며 일사량은 997.69 kcal/m²․day이다. 그러나 동일한 Case의 1502호는 일조시간이 404분으 로 1204호보다 적지만 일사량은 1120.69 kcal/m²․day로 일사량에 있어 123 kcal/m

2․day의 차이를 보이고 있다. 이때 1202호는 11시～12시 사이의 일조를 받지 못하지만 1502호는 이 시간대에 100%일조를 받고 있다.

이는 11시～12시 사이의 일사량이 하루중 가장 많은 시간대에 속하기 때문에 일조시간에서는 많을지라도 일사량이 큰 시간대에 일조를 받는 것이 일사량에 있어 유리함을 알 수 있다.

3. 이러한 일사량이 큰 시간대에 일조를 확보할 수 있는지에 대한 변수로는 남측건물의 sky line과 도 관계가 있다. 방위각이 15°인 경우 기본형태 의 502호와 Case 3의 502호의 경우 일조시간 에서는 동일하게 240분으로 나타났다. 하지만 skyline의 영향으로 인해 기본형태의 502호의 경우 일사량이 799.14 kcal/m²․day인 반면 Case 3의 경우는 594.15 kcal/m²․day의 일 사량을 보이고 있다.

일조권은 인간의 기본적인 권리이기도 하지만 최근의 사람들의 주택 선택 기준의 가장 핵심적인 요소로 거론될 만큼 중요한 요소로 자리하고 있다.

하지만 일조시간이 많다고 일사량, 즉 냉․난방부

하와 관계된 에너지적인 측면과 비례하는 것이 아 님을 본 연구를 통해 알 수 있었다. 즉, 일조에도 질적인 차이가 있음을 알 수 있었다.

본 논문은 최근 관심이 증가하고 있으며 또한 issue가 되고 있는 일조 환경에 대해 다양한 skyline을 가지는 현재의 공동주택 건립과 관련하 여 일조환경에 대해 분석을 하고자하였다. 일조의 경우 시간적인 면이나 에너지적인 측면에서 아주 다양한 변수에 의해 결과가 변화하기 때문에 추후 진행되는 주택 설계시에는 일조 환경에 대한 분석 을 위해 지형과 기후 등 더욱 다양한 변수들을 고 려해야 할 것이다. 본 논문 역시 특정한 Case를 정 하고 다양한 방위각을 변화시켜가면서 최대한 현실 적인 면을 추가하여 분석하려하였다.

하지만 실제 시공되고 있는 공동주택의 경우 우 리가 생각할 수 없을 만큼의 다양한 형태와 배치로 시공되어지기 때문에 본 논문에서 다루었던 Case 이외의 적용 가능한 형태들에 대해 그리고 좀 더 세 분화된 방위각과 지형적인 면을 고려한 형태에 대 한 분석은 추후 진행되어야할 과제라고 생각한다.

참 고 문 헌

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9. 이언구 외, “건축환경실험”, 태림문화사, 2003.

후 기

이 논문은 2007년도 광운대학교 교내학술연구 비지원에 의해 연구되었음.